نانو غذاهاي ايمن و بي خطر

[pesare baba 2250]

در طي چند سال اخير فناوري‌نانو به عنوان جزء مهمي از صنعت غذا تبديل شده است. شركت‌هاي مطرح در صنايع غذايي به تحقيق و توسعه در اين زمينه پرداخته‌اند و انتظار مي‌رود اولين موج محصولات در آينده نزديك به بازار وارد شود. البته اين تنها شروع است و يقيناً فناوري‌نانو در اين عرصه راهي طولاني در پيش خواهد داشت.

 

بنابر يك پيش بيني اقتصادي به وسيله تحليل گران، بازار نانوغذاها از 6.2 ميليارد دلار فعلي به 7 ميليارد دلار در سال آينده و به 4.20 ميليارد دلار در سال 2010 خواهد رسيد .

فناوري‌نانو مي‌تواند در خط توليد به منظور ايجاد ريزحسگرها و ماشين‌هاي تشخيص به‌كار رود و توليد غذاهاي فاقد آلودگي را تضمين كند. اين نانوابزارها در تشخيص ميكروب‌هاي مضر و تعيين زمان ماندگاري محصول نيز كاربرد دارند و به مديران در اتخاذ تصميمات راهبردي مانند انتخاب بهترين روش حمل و نقل و انبار محصولات كمك مي‌كنند. به گفته كامپرز، مدير برنامه بيو فناوري‌نانو در دانشگاه واخنينگن، استفاده از فناوري‌نانو به منظور تضمين كيفيت فرآورده‌هاي غذايي، يقيناً به نفع مصرف‌كننده است؛ البته نانوحسگرها و تشخيص‌دهنده‌هاي روبوتيك فعلاً فقط در مراكز تحقيقات به‌كار مي‌روند، اما پيش‌بيني مي‌شود اولين سري اين ماشين‌ها در طي 4 سال آينده در محصولات غذايي ظاهر ‌شوند .

در حال حاضر شركت‌‌هاي زيادي مانند Nestle، Food،Hershey، Keystone و Unilever مشغول كار روي نانوغذاها هستند.

گزارش شده است Nestle و Unilever امولوسيون‌هايي از نانوذرات را كشف كرده‌اند كه باعث يكنواخت‌تر شدن بافت غذا شده، و مي‌توان در توليد محصولاتي مانند بستني از آنها استفاده كرد. ديگر پروژه‌هاي اين شركت، كار روي نانوكپسول‌هايي حاوي غذاهاي غني شده است كه مواد مغذي و آنتي اكسيدانت‌ها را به تدريج به بخش‌هاي خاصي از بدن تحويل مي‌دهند. اين فناوري موادغذايي قديمي را به ذراتي در ابعاد نانو تبديل مي‌كند كه در داخل بدن رها شده و به خوبي جذب مي‌شوند. اين فناوري در غذاهاي جديد كاربرد زيادي خواهد داشت.

يكي ديگر از شركت‌هاي پيشگام در توسعه نانوغذاها، شركت Kraft است كه با تأسيس كنسرسيوم نانوتك (Nanotek) در سال 2000 اولين گام‌هاي ورود فناوري‌نانو به صنعت غذا را برداشت. اين كنسرسيوم مجموعه‌اي از 15 دانشگاه و آزمايشگاه‌هاي تحقيقاتي ملي است و بيشتر در زمينه تهيه انواع غذاهاي تعاملي و فرآورده‌هاي نوشيدني فعاليت مي‌كند كه با ذائقه‌ و نيازهاي فردي مصرف كننده سازگار باشد و دامنه وسيعي، از نوشيدني‌هاي تغيير رنگ‌دهنده تا غذاهاي جديد سازگار با حساسيت مصرف‌كننده (يا نيازهاي تغذيه‌اي او) را در برمي‌گيرد. فعاليت ديگر اين شركت، تهيه نانو*****هايي است كه مولكول‌ها را بيشتر بر اساس شكل و نه بر حسب اندازه غربال مي‌كنند، و اين مسئله تفكيك اجزاي خاصي از يك فرآوده، حتي در دست مصرف كننده را امكان‌پذير مي‌سازد.

از ديگر اهداف اين شركت، كار روي بسته‌بندي‌هاي هوشمند غذايي است. از نانوحسگرهايي كه به رهايش مواد شيميايي ناشي از فساد غذاها حساس هستند مي‌توان در بسته‌بندي‌هاي هوشمند استفاده كرد، تا به محض شروع خراب شدن غذا، رنگ بسته‌بندي تغييركرده، به مشتري هشدار مي‌دهد. اين سيستم به مراتب دقيق‌تر و مطمئن‌تر از فروش با تاريخ مصرف است .

يكي ديگر از شركت‌‌هاي فعال در زمينه نانوغذا، NutraLease است كه روي فناوري غذاهاي غني شده تحقيق كرده و جهت افزايش رهايش زيستي (Biodelivery) مواد غذايي، از نانوكپسول‌ها استفاده مي‌كند. اين فناوري در نوعي روغن آشپزي به‌كار برده شده است كه از استرول‌هاي گياهي به منظور كاهش جذب كلسترول و كاهش خطر بيماري‌هاي قلبي استفاده مي‌كند. بر اساس گزارشي اين فرآورده باعث كاهش حدود 14درصد ازميزان كلسترول LDL مي‌شود.

شركت Oil Fresh از اجزاي نانوسراميكي در تهيه ماهي‌تابه‌هاي رستوران‌ها استفاده مي‌كند كه باعث كاهش زمان سرخ كردن و مصرف روغن مي‌شود. استفاده از اين فرآورده به رستوران‌ها اجازه مي‌دهد كه از روغن‌هاي گياهي به جاي روغن‌هاي هيدروژنه استفاده كنند و در نتيجه ميزان چربي‌هاي ترانس كاهش يافته و غذاهاي سالم‌تري به دست مي‌آيد.

شركت ديگري به نام Voridian از تركيباتImpern نانوكامپوزيت ها در ساخت بطري‌هاي پلاستيكي نوشيدني‌ها استفاده كرده است. Impern نوعي پلاستيك است كه با نانوذرات خاك رس آميخته و پلاستيك‌هايي به سختي شيشه ولي محكم‌تر را به وجود آورده است، كه نسبت به شيشه شكنندگي كمتري دارند. لايه نانوذرات به‌گونه‌اي طراحي شده‌ كه فرار مولكول‌هاي دي‌اكسيدكربن از نوشيدني و نفوذ مولكول‌هاي اكسيژن به درون نوشيدني جلوگيري كرده، در نتيجه باعث حفظ تازگي و افزايش زمان ماندگاري محصول مي‌شود.

يكي ديگر از شركت‌هاي فعال در اين زمينه Nanocor است. اين شركت مهم‌ترين توليدكننده نانوكامپوزيت هاي پلاستيكي است. اين پلاستيك‌ها ويژگي‌هاي ويژه‌اي از جمله ايجاد مانع بهتر براي جريان اكسيژن و دي‌اكسيدكربن دارد، كه منجر به افزايش زمان نگهداري محصولات نانوكامپوزيت پلاستيك مقاوم مي‌شود. همچنين اين پلاستيك‌ها از پخش بو جلوگيري كرده، مانع جذب طعم يا ويتامين‌هاي موجود در غذا به وسيله بسته‌بندي مي‌شوند. به طور كلي طراحي مولكولي اين پلاستيك‌ها به‌گونه‌اي است كه مقاومت محصولات را در برابر آتش و ثبات ساختار آنها را در برابر حرارت بهبود مي‌بخشد. به عنوان مثال اين مواد در سبدهايي براي جوشاندن مواد غذايي و بسته‌بندي‌هايي براي استفاده در مايكروويو كاربرد دارد. نانوكامپوزيت‌هاي پلاستيكي در بسته‌بند‌ي هاي جديد مواد غذايي نيز قابل استفاده هستند .

از ديگر محصولات كليدي، حسگرهاي بويايي الكترونيكي (بيني الكترونيكي) و هم خانواده جديدتر آنها حسگرهاي چشايي الكترونيكي (زبان الكترونيكي) هستند. اين وسايل از زبان و بيني انسان تقليد مي‌كنند با اين تفاوت كه نسبت به طعم‌ها و بوهاي ناچيز حساسيت بيشتري دارند.

بيني الكترونيكي آرايه‌اي از حسگرهاي گازي در مقياس نانو است و سطح بالاي نانوذرات اجازه عبور بيشترين گاز ممكن از روي آنها را مي‌دهد. اين فناوري به همراه فناوري تشخيص الگويي، امكان ايجاد يك اثر انگشت ديجيتالي از هر بوي خاص را فراهم مي‌كند. اين محصولات در آزمايشگاه‌هايي از جمله NASA براي تشخيص مواد شيميايي در حد ناچيز استفاده شده‌اند؛ اما در حال حاضر در صنايع غذايي جهت كنترل بهترين سطح توليد شده غذاها به‌كار مي‌روند. اين محصولات همچنين در جهت تشخيص آلاينده‌ها و تجزيه‌ كيفي و كلي‌ غذا مؤثر هستند.

در حال حاضر بعضي شركت‌ها نوعي زبان الكترونيكي را به كار مي‌برند كه شامل آرايه‌اي از حسگرهاي مايع (الكترودهاي پوشش داده شده با پليمرهاي هادي) به همراه فناوري تشخيص الگويي است كه قادر به تشخيص طعم‌هاي ويژه از هم مي‌باشد. از كاربردهاي مهم اين زبان، آزمون چشايي نوشيدني‌ها مانند آب ميوه‌ها، شير، قهوه، آب معدني و نوشابه‌ها و همچنين توانايي چشيدن مواد شميايي در حد PPT است و هزينه توليد آن در حدود 50 سنت مي‌باشد. يقيناً اين زبان نقش حياتي خود را در مطالعات غذايي پيدا خواهد كرد. حسگر چشايي، در بسته‌بندي گوشت قادر به تشخيص اولين نشانه‌هاي فساد مواد غذايي بوده و با تغيير رنگ، فساد ماده غذايي را هشدار مي‌دهد.

نوع ديگر فناوري حسگرها، نانوباركدها هستند كه به وسيله شركت Nanoplex Technologies توليد شده‌اند. نانوباركدها مدل مولكولي باركدهاي سنتي است و شامل نانوذرات فلزي مي‌باشند كه اثر انگشت شيميايي قابل شناسايي و خاصي دارند و مي‌توانند از طريق يك ماشين (احتمالاً يك لامپ UV يا ميكروسكوپ نوري) تشخيص داده شوند. اين نوع باركدها مي‌توانند براي حفاظت مارك و ارزيابي غذاهايي كه در حالت عادي نمي‌شود باركدهاي سنتي را روي آنها چسباند، استفاده شود. آنها همچنين براي تشخيص پاتوژن‌ها در غذا مانند E. coli مورد استفاده قرار مي‌گيرند. در حقيقت تشخيص پاتوژن‌ها از ديگر اهداف اصلي فناوري‌نانو در صنايع غذايي است.

هانگ نيز روي نانو حسگرهاي زيست‌شناسانه كار كرده است. اين حسگرها قادرند مقادير اندك پاتوژن‌ها در غذا را تشخيص دهند. همچنين امكان استفاده از آنها در مراكز نگهداري و حمل و نقل غذا به منظور كنترل دقيق در مقياس مولكولي وجود دارد. وي همچنين روي غذاهايي كه ”عملكردي“ ناميده مي‌شوند كار كرده و نقش مواد مغذي كه موجب سلامت و مانع از بيماري‌ مي‌شوند را كشف كرده است.

هانگ مي‌گويد:«بسياري از غذا‌ها به صورت ذاتي قادر به جلوگيري از بيماري‌ها هستند مثل چاي سبز، هسته انگور و زنجبيل؛ اما مسئله اين است كه مصرف مستقيم اين غذاها فايده‌اي براي بدن نداشته و بدن نيز به سختي آنها را جذب مي‌كند؛ بنابراين به يك سيستم تحويل نياز داريم كه دسترسي زيستي آنها را افزايش دهد.«

او به خصوص به جلوگيري از ديابت و چاقي علاقه‌مند است و اين سؤال را مطرح مي‌كند كه چطور مي‌توان از غذاهايي مانند بستني و شكلات‌هاي خوش طعم استفاده كرد به صورتي كه موجب چاقي نشوند؟

در جواب بايد گفت استفاده از مواد فيبري و كربوهيدرات‌ها به جاي چربي مي‌تواند به حل اين مسئله كمك كند و براي ديابت نيز بايد جايگزين‌هاي بهتري را براي شكر پيدا كرد.

اگر هانگ يا ديگران بتوانند موفق به ايجاد غذاهايي خوش طعم ولي حاوي مواد جايگزين چربي شوند و يا با به‌كارگيري نانوذرات مانع از جذب و ذخيره‌سازي چربي و كالري به‌وسيله بدن گردند، هدف نهايي را در غذا به دست آورده‌اند.

هانگ مي‌گويد:»شركت‌‌هاي زيادي درباره غذايي كه شما را سير كند ولي تأثيري روي وزن نداشته باشد، تحقيق مي‌كنند ولي به دليل توافق‌هاي محرمانه هنوز جزئيات فاش نشده است « .

گرچه دسترسي به اين فناوري جديد آسان است، اما به دليل گران بودن محصولات، ورود آن به بازار به اين سرعت امكان‌پذير نيست. البته اين مشكلات قابل حل هستند و به زودي شاهد هجوم فرآورده‌هاي فناوري‌نانو از فرآورده‌هايي مؤثر براي ايمني و سلامت گرفته تا غذاهاي قابل برنامه ريزي و مطابق با سليقه افراد، به صنعت غذا خواهيم بودكه نتايج شگفت‌آوري را در بر خواهند داشت، فقط بايد اميدوار باشيم كه يك ترس عمومي مانع از موج ابداع نشود همان‌گونه كه براي غذاهاي اصلاح شده ژنتيكي اين اتفاق افتاد.

جمع‌بندي:

در طي سه سال گذشته، تأثير عميق فناوري‌نانو در صنايع غذايي و بسته‌بندي به اثبات رسيده است. اكنون بيش از 300 فرآورده نانوغذايي در بازارهاي جهاني موجود است. اين موفقيت شگفت انگيز، منجر به سرمايه‌گذاري‌هاي هنگفتي در زمينه R&D در نانوغذا شده است. امروزه فناوري‌نانو يك شايعه پوچ نيست، بلكه حقيقتي لازم الاجرا در صنايع غذايي است و هر شركتي كه بخواهد در صنايع غذايي پيشگام باشد، بايد كار با فناوري‌نانو را سريعاً شروع كند .

در حال حاضر بيش از 400 شركت در سراسر دنيا در امر تحقيق، توسعه و توليد نانوغذاها فعاليت مي‌كنندكه در صدر آنها، ايالات متحده امريكا، ژاپن و چين قرار دارند. تا سال 2010، آسيا با 50 درصد جمعيت دنيا، به بزرگ‌ترين بازار نانوغذا تبديل مي‌شود و چين نيز در موقعيت پيشگام قرار خواهد داشت .

پيشرفت بيشتر در رمزگشايي DNA و آناليز آن، صنايع را قادر به پيش‌بيني، كنترل و بهبود محصولات كشاورزي مي‌كند. تلفيق اين فناوري با فناوري دستكاري مولكول‌ها و اتم‌هاي غذا، روش قدرتمندي را در اختيار صنايع غذايي مي‌گذارد تا غذاهايي با قابليت بسيار بيشتر و هزينه‌اي كمتر را طراحي كنند.